Travail et puissance d’une force – Cours

Résumé et Points Clés

Titre : Travail et puissance d’une force – Résumé du cours

Ce cours aborde les notions de travail et de puissance d’une force à travers plusieurs exercices. Les concepts clés sont :

• Travail d’une force : Le travail d’une force constante lors d’un déplacement rectiligne est donné par \( W(\vec{F}) = \vec{F} \cdot \vec{AB} = F \times AB \times \cos(\theta) \), où \( \theta \) est l’angle entre la force et le déplacement. Il s’exprime en joules (J).
• Cas particuliers : Le travail est nul si la force est perpendiculaire au déplacement (ex: tension du fil d’un pendule, réaction normale sur un plan sans frottement). Pour le poids, \( W(\vec{P}) = m \cdot g \cdot (z_A – z_B) = m \cdot g \cdot h \).
• Puissance moyenne : Elle est définie par \( P_m = \frac{W}{\Delta t} \) et s’exprime en watts (W). Elle mesure la rapidité avec laquelle un travail est fourni.

Conseils pour les examens :

• Faites systématiquement un schéma et un bilan des forces.
• Vérifiez les unités (convertir les masses en kg, les longueurs en m).
• Pour le travail du poids, identifiez correctement la différence d’altitude \( h \).
• Lorsqu’un système se déplace à vitesse constante, la somme des forces est nulle (principe d’inertie).
• La puissance peut aussi se calculer par \( P = F \times v \) si la force est parallèle à la vitesse.

Les exercices illustrent l’application de ces formules dans divers contextes : plan incliné, pendule, chute libre, traction d’un objet, calculs sur des pentes avec ou sans frottement.